Internet要求每一個入網(wǎng)主機都分配一個ip地址，這個地址是唯一的。這個就是ip地址（后來的外網(wǎng)ip）。但是，IP地址是上個世紀(jì)八十年代發(fā)明的，理論上從0.0.0.0到256.256.256.256，理論上一共可以容納4294967296臺計算機（但并不是所有的ip都可以使用）。當(dāng)時認為足以為世界上每臺計算機分到一個ip了?？上朗码y料，信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，接入Internet的計算機迅速增長，導(dǎo)致IP地址不夠用了，咋辦？
于是，一批科學(xué)家想到了一個辦法，因為大多數(shù)人上網(wǎng)只是作為客戶端，那么可以幾臺計算機共享一個IP， 于是產(chǎn)生了NAT技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換），幾臺計算機組成一個小的專用網(wǎng)，這個專用網(wǎng)分得一個IP，專用網(wǎng)內(nèi)部有自己的IP分配。當(dāng)內(nèi)部計算機與外部通信時，數(shù)據(jù)包經(jīng)過路由時會替換IP頭，達到地址轉(zhuǎn)換的目的。不同的專用網(wǎng)內(nèi)IP可以相同。這樣就推遲了IP地址的損耗。
然而，NAT技術(shù)導(dǎo)致了很多問題，這都是后話了。
內(nèi)網(wǎng)專用IP為：
10.x.x.x
192.168.x.x
外網(wǎng)IP是指你所在的專用網(wǎng)（俗稱局域網(wǎng)）在Internet上的IP地址。
內(nèi)網(wǎng)IP是指你的計算機在專用網(wǎng)上的IP地址。
就像我的電腦的ip（內(nèi)網(wǎng)）是192.168.1.189，而公司的網(wǎng)絡(luò)即局域網(wǎng)專用網(wǎng)（外網(wǎng)）是183.194.37.2，一個局域網(wǎng)可映射出多個內(nèi)網(wǎng)IP，且同一局域網(wǎng)下的主機可互相訪問。
拓展：
1、IP地址
IP地址組成：兩個標(biāo)識碼，即網(wǎng)絡(luò)ID和主機ID。如上圖，我的電腦的C類IP地址192.168.0為網(wǎng)絡(luò)號，后面的105為我的主機號（根據(jù)DHCP協(xié)議自動分配），該局域網(wǎng)下的所有ip地址 網(wǎng)絡(luò)號相同，主機號不同。192.168.0.105C類IP地址由3字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和1字節(jié)的主機地址組成。同一局域網(wǎng)段最多只能有256-2=254臺計算機連網(wǎng)，即192.168.0.1-192.168.0.254，因為0不能作為ip地址，而255作為廣播地址不能被使用。
2、子網(wǎng)掩碼
子網(wǎng)掩碼默認為“255.255.255.0”，是一個32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以區(qū)別網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機標(biāo)識，并說明判斷該IP地址是在局域網(wǎng)上，還是遠程網(wǎng)上。它是一種用來指明一個IP地址的哪些位標(biāo)識的是主機所在的子網(wǎng)，以及哪些位標(biāo)識的是主機的位掩碼。子網(wǎng)掩碼不能單獨存在，它必須結(jié)合IP地址一起使用。子網(wǎng)掩碼只有一個作用，就是將某個IP地址劃分成網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址兩部分。
題型一、比如我們知道子網(wǎng)掩碼為：255.255.255.224，某一主機ip地址為：202.112.14.137，則可得出
1、該子網(wǎng)掩碼包含256-224=32個ip地址（包含了網(wǎng)絡(luò)地址、廣播地址和網(wǎng)關(guān)地址），最多連入29臺計算機
那么網(wǎng)絡(luò)為：
從0開始劃分： 0,32,64,96,128,160,192,224,2562、網(wǎng)絡(luò)地址為：202.112.14.128（128是小于137又是32的倍數(shù)）
3、廣播地址為：202.112.14.159（128+32-1=159）
題型二、一個子網(wǎng)只需要連入10臺計算機，問怎么設(shè)計子網(wǎng)掩碼？
10臺計算機，說明至少需要使用13個ip地址，少于16=2的4次方，故256-16=240，則子網(wǎng)掩碼設(shè)計為：255.255.255.240
題型三、已知某一ip地址和接入網(wǎng)段的計算機數(shù)目，求網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址？
10.145.129.20/21
網(wǎng)絡(luò)地址：10.145.128.0
廣播地址：10.145.135.255
100.102.10.20/27（推測出子網(wǎng)掩碼255.255.255.224）
網(wǎng)絡(luò)地址： 100.102.10.0
廣播地址： 100.102.10.31
3、默認網(wǎng)關(guān)
網(wǎng)關(guān)是路由器和設(shè)備之間的橋梁，充當(dāng)著轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的角色，在使用不同的鏈路層，不同的通信協(xié)議，甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)時，網(wǎng)關(guān)是一個翻譯器。與網(wǎng)橋單純進行轉(zhuǎn)發(fā)外，該對數(shù)據(jù)包重新package，以適應(yīng)目的系統(tǒng)的需求。
家庭路由器的LAN接口（地址）就是你所在網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)（地址），家庭路由器一般使用192.168.1.1和192.168.0.1作為LAN接口的地址。
每個子網(wǎng)都有一個網(wǎng)關(guān)地址、網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址。而網(wǎng)關(guān)相當(dāng)于就是同一網(wǎng)段中路由器的ip地址，另一個網(wǎng)段中的數(shù)據(jù)包發(fā)送給我，需要經(jīng)過我家的路由器進行路由選擇，方能將數(shù)據(jù)包發(fā)送給我。因為其中數(shù)據(jù)包在不同的鏈路層進行傳輸，所以需要路由器代為轉(zhuǎn)發(fā)，就像郵遞員或者送外賣的，他們手上有顧客的目的ip地址。
詳細拓展：
熟悉網(wǎng)絡(luò)的朋友都知道WAN是英文Wide Area Network的首字母所寫，即代表廣域網(wǎng)；而LAN則是Local Area Network的所寫，即本地（或叫局域網(wǎng)）。那么我們不妨給路由器上的WAN口和LAN口取一個中文名稱，分別是廣域網(wǎng)端口和本地網(wǎng)端口。從名稱中不難發(fā)現(xiàn)，WAN口主要用來連接外部網(wǎng)絡(luò)，如ADSL、LAN、光纖等各種接進線路;而LAN口用來連接內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，主要與局域網(wǎng)中的交換機、集線器或PC相連。在家里使用時，路由器WAN口使用的IP地址為網(wǎng)絡(luò)運營商所提供的靜態(tài)或動態(tài)公網(wǎng)IP地址，而LAN口所使用的IP地址則是局域網(wǎng)中分配的內(nèi)網(wǎng)IP地址。因此，每一個路由器都會擁用一個私有IP地址，這樣既可讓路由器充當(dāng)局域網(wǎng)中的網(wǎng)關(guān)，也便于網(wǎng)管對路由器進行治理。寬帶路由器的路由功能就體現(xiàn)在wan口IP地址和lan口IP地址之間的數(shù)據(jù)路由上，通常我們根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運營商所提供的接入方式來設(shè)置WAN口的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，通常有靜態(tài)IP地址、動態(tài)IP地址或PPPOE等方式，它與網(wǎng)絡(luò)運營商的接入設(shè)備處于同一個外網(wǎng)。而將LAN口的IP地址則設(shè)置為本地局域網(wǎng)內(nèi)的IP地址，通常是我們自己可以在寬帶路由器上自行設(shè)定的IP地址，LAN口下所連接的計算機組成一個“本地網(wǎng)”，路由器的LAN口IP地址是這個網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。
再詳細說說數(shù)據(jù)在同一個路由器上wan口和lan口數(shù)據(jù)是如何走的。其實這個過程就是NAT的一個過程。NAT技術(shù)的出發(fā)點事為了解決IPv4地址不足的問題，提高現(xiàn)有IPv4地址利用率，但他們的實現(xiàn)機制不一樣。VLSM和CIDR也是這個目的，他們是通過調(diào)整子網(wǎng)掩碼長度。而NAT技術(shù)通過允許組織內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用非全局可路由IP地址的用通過地址轉(zhuǎn)換為全局可路由的IP地址來訪問Internet，以降低對公網(wǎng)IP地址的需求。
NAT就運行在位于內(nèi)外網(wǎng)之間的路由設(shè)備上，在內(nèi)外網(wǎng)用戶之間通信時對數(shù)據(jù)包中的地址進行轉(zhuǎn)換。
主要用于三種情形：（1）無足夠的公網(wǎng)IP地址可用時（2）重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)IP地址部署（3）實現(xiàn)簡單的TCP負載均衡。
我們這里用家庭網(wǎng)絡(luò)來做舉例，家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的機器都是接lan口，通過lan口向外部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)包，首先發(fā)送一個請求到默認網(wǎng)關(guān)，其實就是cpu上的lan口，這里我們這么理解，一般的路由器上的網(wǎng)關(guān)就是指cpu上的lan口，它一般通過交換芯片擴展出4個lan口，這些lan口就是平時使用的那幾個lan口。路由器在分析下面發(fā)送來的數(shù)據(jù)包后，檢查數(shù)據(jù)包中的內(nèi)網(wǎng)IP地址時會檢查設(shè)備本身的NAT地址轉(zhuǎn)換表。在找到相應(yīng)條目后，把源地址也就是本來的內(nèi)網(wǎng)IP地址換成wan口的IP地址，目的地址不變，發(fā)送到外網(wǎng)上去。外部網(wǎng)絡(luò)接受到數(shù)據(jù)包后，會解析出數(shù)據(jù)包中的路由器wan口IP地址，將響應(yīng)數(shù)據(jù)包返回到這個wan口IP地址，發(fā)送回路由器。路由器將這個返回數(shù)據(jù)包中目的地址（wan口IP）NAT轉(zhuǎn)換為內(nèi)網(wǎng)IP，最終共完成整個數(shù)據(jù)包的發(fā)送和接受。
IPv6（Internet Protocol Version 6），即互聯(lián)網(wǎng)第六代協(xié)議，用于替代IPv4的下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，號稱可以為世界上的每一粒沙子編上一個網(wǎng)址。
IPv6和IPv4最大的不同的是，ip地址數(shù)量不同。IPv4的地址是32位，總數(shù)有43億個ip，而IPv6的地址是128位，即43億的4次方，地址極為豐富。
目前IPv4采用的上網(wǎng)方式是共用公網(wǎng)IP，如公司購買一個公網(wǎng)ip，可在局域網(wǎng)下映射多個內(nèi)網(wǎng)ip。而換成IPv6后，連路燈都有獨立ip。
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